管路沿程水头损失实验
流体力学实验,实验7粗糙管
实验:沿程阻力系数测量装置设计实验(粗糙管)
1.实验原理
粗糙圆管流动沿程水头损失计算过程如下：
根据达西公式：h f=λ（v为管内过流断面的平均流速）；
再根据圆管上被测的两个点1，2过流断面的液面高度差，根据伯努利方程，即可
求得h f1-2=- ,该数值即为上面达西公式液流的水头损失h f。
于是有：λ=- 。
代入即可得λ=。
对于每一个给定的流量Q（m3/s），都可以相应求出被测点1，2两个过流断面流动中的沿程阻力系数；并可根据实验时的Re值，判断管流的流态，从而选用不同的计算式，验算结果。
最后将实验测得的λ值与莫地图进行对比验证。
2.实验装置原理图
U型管的两端接一定管长的两端，通过测量U型管内水位差可以获得ΔH
3.验装置加工设计计算
粗糙管的直径为20cm，第一因为取材方便，第二通过水泵抽水，20cm的管径可以获得比较比较理想的实验数据U型管的最大的高度为100cm，因为可以解决管道两端压力差过
大时候导致水位相差过大的问题。
4验装置使用前标定
光滑管的标定在于对U型管的标定，首先将U型管安装在机架上，然后往U型管中加少量的水，令U型管的上端与大气相通，在两个U型管中标记0刻度，然后通过刻度尺标定其他的数值
5实验材料汇总
20cm管径的水管一根，100cm的透明管两根，另外总长为150cm左右的软管，五个阀门
6实验步骤
（1）型管顶端的阀门一点点开度
（2）型管的两个下端的阀门，令U型管进入一些水，再关闭顶端的阀门
（3）的两个阀门，打开U型管想通的阀门，再关闭，
（4）开U型管下端的两个阀门
7验数据记录表。
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验是一种评估流体运行损失的有效方法，广泛应用于流体力学和水力学的研究中。
它具有测量快捷、精度高的优点，在实验室中往往只需几分钟即可完成。
因此，本次实验旨在通过实验测试流体运行在涡街管道内沿程水头损失，记录下运行过程中所有相关数据，并通过分析得出结论。
本实验的实验装置及其参数如下：1.实验装置：涡街管道，涡街管道长度30 cm，内径2.5 cm；2.实验介质：重力引水管，水温20℃；3.实验参数：流量0.5L/S，沿程压力表示300mmH2O。
实验过程中，分别在涡街管道的端头和中间穿越处安装沿程压力计，以监测沿程压力变化情况，并将沿程压力数据和流量数据采集记录，以供实验分析。
实验结果如下：在实验过程中，随着流量的增加，沿程压力也随之增加，最终得到的结果与涡街管道理论分析结果接近，说明管道本身对流体的运动损失比较小，估计管道中沿程水头损失也会较小。
随着流量减小，沿程压力也会随之减小，最终结果依然较接近理论结果，说明管道本身运动损失的影响并不明显，并且沿程水头损失量也会较小。
结论：从实验结果来看，涡街管道中沿程水头损失量较小，受管道结构的影响不大。
本实验为我们提供了一种有效的方法来评估流体运行在管道内的沿程水头损失，实验结果满足数学模型的预期，表明实验结果可靠，是一项有效的实验研究。
本次实验揭示了流体运行在涡街管道内沿程水头损失状况，为实际项目设计提供了有用的参考信息。
流体力学实验沿程水头损失实验
流体力学实验沿程水头损失实验1、实验背景流体力学实验沿程水头损失实验，是检测管道内沿程水头损失的一种实验。
水头损失是指在流体穿越管道时，因管道内部阻力的影响而导致的水头的损失，有时也被称作“压降”、“水柱损失”或“支路损失”。
2、实验简介流体力学实验沿程水头损失实验，以水为试介质研究水力学系统中管段内部沿程水头损失情况。
实验中，试介质以恒定流量从原始口流进管段，然后在管段的各个流量节点处（一般为管段的头、中、尾端）测量出口水头，以计算各流量节点的沿程水头损失力学量。
3、实验装置实验装置由源池、管道段1、管道段2、准确流量计及水头测量箱组成。
在源池中放入水，流量计控制入口水流量，管道段1将水从源池传输至水头测量箱，通过水头测量箱测量出口水头，管道段2从水头测量箱传输至终端保持绝对空间关系；准确流量计用于控制入口水流量，并以L/s作为单位。
4、实验方法（1）连接实验装置：将源池、管道段1、管道段2、准确流量计及水头测量箱依正确方法接连，并安排管道段1和管道段2在上下水头测量箱之间的水管分布形状为等距、均匀曲线分布。
（2）进行实验：在管段中逐步增加流量，记录出口水头及入口流量，并计算管段沿程水头损失量。
控制流量的步进及时间间隔，根据实验要求调节，实验中流量控制最好以步进方式增加，以获得较大量程的测量结果。
（3）测量出口水头：采用水头测量箱测量出口水头，并及时记录出口水头，一般多次测量后取平均值，以真实反映出口水头。
（4）数据处理：根据测量的结果，绘制出管段入口流量-出口水头的曲线，拟合该曲线，确定各流量点沿程水头损失量。
5、实验结果探讨通过流体力学实验沿程水头损失实验可以获得管段内各流量点的沿程水头损失量，从而更客观地分析管道水力特性，为更精确地计算水力系统水头和流量，以及实施管段针对性设计提供支持。
沿程水头损失 实验报告
沿程水头损失实验报告沿程水头损失实验报告引言：沿程水头损失是指水流在流动过程中由于各种因素的作用而导致能量损失的现象。
在工程设计和水力学研究中，准确估计和控制沿程水头损失对于保证工程安全和水资源的合理利用至关重要。
本实验旨在通过实际测量和分析，探究沿程水头损失的特点和影响因素，为相关领域的研究和应用提供参考。
实验装置与方法：本实验采用了一条直管道模型，模拟了实际工程中的水流情况。
实验装置包括进水管、直管道和出水管，通过调节流量控制阀来控制水流的速度。
实验中使用了压力传感器和流量计等仪器设备，对水流的压力和流速进行了测量。
实验过程与结果：首先，我们设置了不同的流量条件，分别测量了不同位置处的水流压力和流速。
通过实验数据的分析，我们得到了沿程水头损失的变化规律。
结果表明，在相同流量条件下，沿程水头损失随着流动距离的增加而逐渐增大。
这是因为水流在通过直管道时，受到了阻力、摩擦和弯曲等因素的影响，从而导致了能量的损失。
同时，我们还发现水头损失的增加速度随着流量的增加而加快，这意味着在高流量条件下，沿程水头损失更为显著。
进一步分析发现，沿程水头损失还受到管道粗糙度、流速和管道长度等因素的影响。
实验中我们通过改变管道的材质和长度，以及调节流量控制阀来模拟不同工程条件下的水头损失情况。
结果表明，管道的粗糙度越大，水头损失越明显；管道长度的增加也会导致水头损失的增加。
此外，流速的变化对水头损失的影响较为复杂，低流速时水头损失较小，但过高的流速同样会导致能量的损失。
讨论与结论：通过本次实验，我们对沿程水头损失的特点和影响因素有了初步的认识。
实验结果表明，沿程水头损失是一个复杂的现象，受到多种因素的综合影响。
在实际工程中，我们应该根据具体情况，综合考虑各种因素，并采取相应的措施来减小水头损失，提高水流的利用效率。
总之，沿程水头损失是水力学研究和工程设计中的一个重要问题。
本实验通过实际测量和分析，揭示了水头损失的变化规律和影响因素，为相关领域的研究和应用提供了参考。
实验报告：管路沿程水头损失实验
实验报告：管路沿程水头损失实验一、实验目的1、掌握管道沿程阻力系数的测量技术及电测仪测量压差的方法。
2、掌握沿程阻力系数 λ 与雷诺数Re 等的影响关系。
二、实验原理由达西公式 gd L h 22f υλ=2f 22f 2f /4212Q h K Q d Lgdh L gdh =⎪⎭⎫⎝⎛==πυλ （1）L gd K 8/52π= 式中：h f 为管流沿程水头损失；d 为实验管段内径；L 为管段长度；υ为断面平均流速；g 为重力加速度；Q 为过流流量；λ 为沿程阻力系数。
另由能量方程应用于水平等直径圆管可得2121f /h h P P h -=-=γ）（ （2）式中：P 1、P 2为实验管段起点、终点处压强；h 1、h 2为研究管段起点、终点处测压管水头高度。
压差可用压差计或电测。
由上述（1）、（2）两式可求得管流在不同流量状态下的水头损失系数 λ 值。
雷诺数： υvd R e = 其中 24d Q v π= 式中：Re 为雷诺数；v 为断面平均流速；d 为实验管道内径；υ 为流体运动粘度； Q 为过流流量。
三、实验装置实验装置为自循环水流系统，水泵2将蓄水箱1中的水抽出，沿上水管3流入实1—蓄水箱； 2—水泵； 3—上水管； 4—实验管道； 5—回水管； 6—回水通道； 7—差压计； 8—量水箱； 9—秒表；10—活动接头； 11—水位计； 12—底阀； 13—分流管；14—分流及流量调节阀； 15—实验管道阀门。
验管段4，经回水管5通过回水通道6又流回蓄水箱1。
差压计7用作测量沿程水头损失，量水箱8和秒表9用作测量流量。
四、实验步骤1、记录有关实验常数。
测定并记录水的温度。
2、将所选实验管路的阀15开到最大，同时关闭其它实验管路的阀门，然后接通电源，启动水泵。
3、流量调节通过阀14（注意实验过程中不再旋动其它阀门），顺时针旋动阀14流量增大，逆时针旋阀流量减小。
当流量调至一定时，开始测定流量Q 及沿程水头损失h f 。
《工程流体力学》沿程水头损失与平均流速的关系实验
《工程流体力学》沿程水头损失与平均流速的关系实验
【实验目的】
验证沿程水头损失与平均流速的关系。
【实验装置】
在流体力学综合实验台中，本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。
【实验原理】
对沿程阻力两测点的断面列伯努利方程
w
h g u a pg P Z g u a pg P Z +++=++2//2//2
2
11112222
因实验管段水平，且为均匀流动：f w h h u u d d Z Z ====∴;;;212121
得：h pg P pg P h f ∆=-=//21，本式中： w h 为测压管水头差即为沿程水头损失。
由此式求得沿程水头损失，同时根据实测流量计算平均流速u ，将所得w h ，u 数据点绘在对数坐标纸上，就可确定沿程水头损失与流速的关系。
【实验内容】
测定沿程水头损失h ∆及其对应平均流速，绘制lghf-lgu 关系曲线。
【实验步骤】
（1）开启调节阀门，读出测压计水面差； （2）用体积法测量流量，并计算出平均流速；
（3）将实验的w h 与计算得出的u 值标入对数坐标纸内，绘出lghf-lgu 关系曲线； （4）调节阀门逐次由大到小，共测定8次；
【实验数据记录】
仪器常数：d= cm, A= cm2 L= m, t= ℃
表 3-1 沿程水头损失及平均流速记录表。
沿程水头损失实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除沿程水头损失实验报告篇一：沿程水头损失实验沿程水头损失实验一、实验目的要求1、加深了解圆管层流和紊流的沿程水头损失随平均流速变化的规律，绘制lghf~lgv曲线；2、掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法；3、将测得的Re~?关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。
二、实验装置本实验的装置如图7.1所示图7.1自循环沿程水头损失实验装置图1．自循环高压恒定全自动供水器；2．实验台；3．回水管；4．水压差计；6．实验管道；7．水银压差计；8．滑支测量尺；9．测压点；10．实验流量调节阀；11．供水管与供水阀；12．旁通管与旁通阀；13．稳压筒。
根据压差测法不同，有两种方式测压差：1、低压差时用水压差计量测；2、高压差时用电子量测仪（简称电测仪）量测(但本仪器暂时不能测定高压)。
本实验装置配备有：1、自动水泵与稳压器自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气—水压力罐式稳压器等组成。
压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。
为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。
24图7.21.压力传感器；2.排气旋钮；3.连接管；4.主机2、旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动，为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管（图中未标出）。
通过分流可使水泵持续稳定运行。
旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小（分流量减小）而增大。
实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。
3、稳压筒为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由2只充水（不满顶）之密封立筒构成。
4、电测仪由压力传感器和主机两部分组成，经由连通管将其接入测点（图7.2），压差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。
4.沿程水头损失实验
湍流实验测量时用管夹关闭压差计连通管，压差由数显压差仪测量，流量用
智能化数显流量仪测量。
验 1) 调零。启动水泵，全开阀 11，间歇性开关旁通阀 13 数次，以排除连通管
实 中的气泡。然后，在关闭阀 11 的情况下，管道中充满水但流速为零，此时，压差
学 仪和流量仪读值都应为零，若不为零，则可旋转电测仪面板上的调零电位器，使
由伯努利方程可得
hf
=
(z1
+
p1 ρg
)
−
(z2
+
p2 ρg
)
=
∆h
沿程水头损失 hf 即为两测点的测压管水头差∆h，可用压差计或电测仪测得。
-3-
2．圆管层流运动
λ = 64 Re
3．管壁平均当量粗糙度∆在流动处于湍流过渡区或阻力平方区时测量，可由 巴尔公式确定
1 = −2lg[ ∆ + 4.1365(ν d ) 0.89 ]
过均压环与测点管嘴相连通。
(5) 本实验仪配有压差计 4（倒 U 型气-水压差计）和压差仪 8，压差计测量范
验 围为 0~0.3 mH2O；压差电测仪测量范围为 0~10 mH2O，视值单位为 10-2 mH2O。
实 压差计 4 与压差电测仪 8 所测得的压差值均可等值转换为两测点的测压管水头
学 差，单位以 m 表示。在测压点与压差计之间的连接软管上设有管夹，除湍流实验
− −
lg hf1 lgv1
。将从图上求得的
m
值与已知各流区的
m
值进行
比较验证。
(3)完成设计性实验。
-4-
六、 分析思考题 1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？实验管道倾斜安装是否影响实
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若均为零，关阀 11，切断电源。否则重做实验。 6．收拾实验台，整理数据。
五、实验报告要求
1．简要写出实验原理和实验步骤，画出实验装置。
2 ．记录有关常数。
测量段长度 L=85cm， 圆管直径（ cm ）d =
。
3．记录实验数据并计算。
记录及计算表
沿程
水压计、电测 损失
水
流量 Q
粘度
时
流速 V 温
雷诺
实验装置配备如下： 1．测压装置： U形管水压差计和电子量测仪。 低压差用 U 形管水压差计量测， 而高压差需要用电子量测仪来量测。 电子量
测仪（见图 2）由压力传感器和主机两部分组成，经由连通管将其接入测点。压 差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。
图 2 电子量测仪 1．压力传感器； 2 ．排气旋钮； 3 ．连通管； 4 ．主机
次
重量
间
3
cm s
数
序
Kg
s
cm s
cm 2 s
Re
C
仪读数
cm
Hale Waihona Puke hf沿程损失
cm 系数
f/
Re<2320
64 f
Re
h1 h2
1 0.580 60 9.7 26.78 21 0.0101 1798 28.1 25.9 2.2 4.79 0.04
2 0.826 60 13.8 38.13 21 0.0101 2560 28.4 25.8 2.6 2.79 0.03
二、实验装置
本实验的实验装置，如图１所示 。
图１ 自循环沿程水头损失实验装置图 1．自循环高压恒定全自动供水器； 2 ．实验台； 3 ．回水管； 4 ．水压差计； 5 ．测压计； 6 ．实验管道 8 ．滑动测量尺； 9 ．测压点； 10 ．实验流量调节阀； 11．供水管与供水阀； 12 ．旁通管路与旁通阀； 13 ．稳压筒
管路沿程水头损失实验
一、实验目的要求
1．加深了解圆管层流和 紊流的沿程损失 随平均流速变化的 规律，绘制 l g V l gh f 曲线；
2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用水压差计及电测仪测量压差的 方法；
3．将测得的 Re- f 关系值与莫迪图对比，分析其合理性，并且与莫迪图比 较，进一步提高实验成果分析能力。
2
量程范围内测记 3— 5 组数据。 紊流段：夹紧水压差计止水夹，开大流量，用电测仪记录
h f 值，每次增量
可按△ h—100 cmH2O递增，直至测出最大的 h f 值。阀的操作次序是当阀 11、阀
10 开至最大后，逐渐关阀 12，直至 h f 显示最大值。
5．结束实验前，应全开阀 12，关闭阀 10，检查 U形管和电测仪是否回零，
3 0.986 60 16.4 45.52 21 0.0101 3056 28.6 25.4 3.2 2.41
4 0.228 10 22.8 63.16 21 0.0101 4240 29.5 24.6 4.9 1.92
5 0.308 10 30.8 85.32 21 0.0101 5727 34.8 19.5 15.3 3.29
2．自动水泵与稳压器： 自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、 自动压力开关、 气 -- 水压力罐式稳 压器等组成。 压力超高时能自动停机， 过低能自动开机。 为避免因水泵直接向实 验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐， 经稳压后再送向实验管道。 3．旁通管与旁通阀： 由于本实验装置所采用水泵的特性， 在供小流量时有可能时开时停， 从而造 成供水压力的较大波动。 为避免这种情况出现， 供水器设有与蓄水箱直通的旁通 管，通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至水箱的阀门， 即旁通阀。 实验流量随旁通阀开度减小 （分流量减小） 而增大。 设计上旁通阀又 是本装置用以调节流量的阀门之一。 所以调节流量有两种方法： 一是调节实验流 量调节阀（见图 1）；二是调节旁通阀。 4．稳压筒： 为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接稳压筒 (2 只充水不 满顶的密封立筒 ) 。
6 0.338 10 33.8 93.63 21 0.0101 6285
19.2 3.42
7 0.412 10 41.2 114.13 21 0.0101 7661
23.3 2.79
8 1.062 10 106.2 294.18 21 0.0101 19748
95 1.71
9 1.599 10 159.9 442.94 21 0.0101 29734
准备Ⅱ 启动水泵 （接通电源）。全开旁通阀 12，打开供水阀 11，水泵自动 开启供水。
准备Ⅲ 调通量测系统并且检查管路是否畅通。 1．夹紧水压差计止水夹，打开出水阀 10 和进水阀 11，关闭旁通阀 12，启 动水泵排除管道中的气体。 2．全开旁通阀 12，关闭出水阀 10。松开水压差计止水夹， 旋松水压差计旋 塞 F1，排除水压差计中的气体。随后，关进水阀 11，开出水阀 10，使水压差计 的液面降至标尺零指示附近，即旋紧 F1。再次开启进水阀 11 并立即关闭出水阀 10，检查 U 形管水位是否平齐，如不平则需要重调。 3．水压差计平齐时， 则可旋开电测仪排气旋钮， 对电测仪的连接水管通水、 排气，将电测仪调至“ 000”显示。 4．在阀 12 和阀 11 全开的情况下，逐次开大出水阀 10，每次调节流量时， 均需稳定 2～3 分钟，流量越小，稳定时间越长。测流时间不小于 8～10 秒。测 流量的同时，需测记水压差计（或电测仪 ）、温度计等读数。 层流段：应在水压差计△ h—20 cm H2O(夏季 )[ △ h— 30 cm H2O（冬季） ]
193 1.54
10 2．064 10 206.4 571.75 21 0.0101 38381
303 1.45
11 2.314 10 231.4 641.00 21 0.0101 43029
1
三、实验原理
由达西公式 h f
2
LV f
d 2g
2
得
2 gdh f 1
2 gdh f
2
d
f
2
hf
K
2
Lv
L
4Q
Q
式中， K
2 gd 5 8 L
由能量方程对水平等直径圆管可得
hf
p1 p2
即为压差计水柱的高度差或电测计读数。
四、实验方法与步骤
准备Ⅰ 对照装置图和说明， 搞清各组成部件的名称、 作用及工作原理， 检 查蓄水箱水位是否够高及旁通阀 12 是否关闭。否则予以补水并关闭旁通阀 12。 记录有关实验常数。